有機(jī)長(zhǎng)絨棉/阻燃纖維/納米絨混紡紗線(xiàn)的生產(chǎn)實(shí)踐

孫廣峰，潘志偉，王云龍(， )

隨著社會(huì)的進(jìn)步、科技的發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，紡織用品逐步向功能化、系列化以及環(huán)保健康的方向發(fā)展，一些新型纖維不斷被研制和應(yīng)用到紡織行業(yè)中。近幾年安徽阜陽(yáng)華源紡織有限公司先后成功開(kāi)發(fā)了鈦遠(yuǎn)紅外纖維混紡紗、柔絲纖維混紡紗、Wincool纖維混紡紗等多類(lèi)別新型纖維產(chǎn)品，近日，公司又開(kāi)發(fā)了J8.3 tex×2有機(jī)長(zhǎng)絨棉/阻燃纖維/納米絨(65/25/10)混紡針織紗線(xiàn)，現(xiàn)介紹如下。

1 原料的性能特點(diǎn)及物理指標(biāo)

有機(jī)長(zhǎng)絨棉，從種子種植到原棉采摘的全過(guò)程中，使用有機(jī)肥，生物防治病蟲(chóng)害，不使用任何化學(xué)制劑，對(duì)耕地土壤環(huán)境、灌溉水質(zhì)、空氣環(huán)境等潔凈程度有特定的要求，生產(chǎn)過(guò)程受到全程監(jiān)控，是經(jīng)有機(jī)認(rèn)證機(jī)構(gòu)檢查和認(rèn)證并頒發(fā)證書(shū)的原棉。有機(jī)長(zhǎng)絨棉的主體長(zhǎng)度33 mm，品質(zhì)長(zhǎng)度35.7 mm，平均細(xì)度1.38 dtex，短纖維率7.21%，成熟度系數(shù)1.73，含雜率1.41%，斷裂強(qiáng)度43.8 cN/tex，斷裂伸長(zhǎng)率7.1%，回潮率8.5%。

阻燃纖維是通過(guò)在粘膠原液中添加磷系阻燃劑DX1212，使無(wú)機(jī)高分子阻燃劑在粘膠纖維有機(jī)大分子中以納米狀態(tài)或以互穿網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)存在，使制成的纖維擁有抗火隔熱不熔融的永久阻燃性能，同時(shí)具有粘膠纖維原有的綠色環(huán)保、可降解性、優(yōu)良的染色性以及良好的吸排濕性。阻燃纖維的平均長(zhǎng)度38 mm，細(xì)度1.33 dtex，干斷裂強(qiáng)度21.3 cN/tex，濕斷裂強(qiáng)度11.3 cN /tex，干斷裂伸長(zhǎng)率18%，濕斷裂伸長(zhǎng)率20.5%，質(zhì)量比電阻為12.3×108，極限氧指數(shù)LOI值大于28%，含油率0.15%，回潮率13%。

納米絨是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種新型高科技紡織蛋白纖維，它是經(jīng)納米化技術(shù)處理的超細(xì)羊毛。由于纖維表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，它不但保留了羊毛本身具有的各種特性，更具備了羊絨般滑爽、柔軟的手感，有著蠶絲般的光澤。它的單纖維強(qiáng)力高于羊絨，可紡性能好，成本大大低于羊絨。納米絨的平均長(zhǎng)度38.2 mm，平均細(xì)度13.8 um，細(xì)度離散16.42%，短絨率(≤20 mm)17%，回潮率16%。

2 工藝流程及設(shè)備型號(hào)配置

有機(jī)長(zhǎng)絨棉：FA002型圓盤(pán)抓棉機(jī)→FA121型除金屬雜質(zhì)裝置→A006BS型自動(dòng)混棉機(jī)(附A045B型凝棉器)→FA104A六輥筒開(kāi)棉機(jī)→TC—1型除雜物裝置→FA022-8型多倉(cāng)混棉機(jī)→A022型吸鐵裝置(橋式)→FA106型豪豬開(kāi)棉機(jī)(附A045B型凝棉器)→FA133型氣動(dòng)配棉器→A092AST型雙棉箱給棉機(jī)(附A045B型凝棉器)→FA141型單打手成卷機(jī)→FA201A型梳棉機(jī)→FA302型預(yù)并條機(jī)→FA355型條并卷聯(lián)合機(jī)→FA251A型精梳機(jī)

阻燃纖維：FA002型圓盤(pán)抓棉機(jī)→FA121型除金屬雜質(zhì)裝置→A006BS型自動(dòng)混棉機(jī)(附A045B型凝棉器)→TC—1型除雜物裝置→FA022-8型多倉(cāng)混棉機(jī)→FA106A型梳針輥筒開(kāi)棉機(jī)(附A045B型凝棉器)→FA133型氣動(dòng)配棉器→A092AST型雙棉箱給棉機(jī)(附A045B型凝棉器)→A076C型單打手成卷機(jī)→FA201A型梳棉機(jī)→FA302型預(yù)并條機(jī)

納米絨+兩倍精梳條：BC262型和毛機(jī)→FA002型圓盤(pán)抓棉機(jī)→A006BS型自動(dòng)混棉機(jī)(附A045B型凝棉器)→FA106A型梳針輥筒開(kāi)棉機(jī)(附A045B型凝棉器)→A092AST型雙棉箱給棉機(jī)(附A045B型凝棉器)→A076C型單打手成卷機(jī)→FA201A型梳棉機(jī)(附變頻器)

精梳條+阻燃纖維條+納米絨/精梳條→FA302型并條機(jī)(三道)→FA421型粗紗機(jī)→FA506型細(xì)紗機(jī)→ORION-M型全自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)→RF231B型并線(xiàn)機(jī)→BF321B型倍捻機(jī)

3 各工序工藝配置及技術(shù)措施

有機(jī)長(zhǎng)絨棉經(jīng)過(guò)開(kāi)清棉、梳棉、精梳三道工序制成有機(jī)長(zhǎng)絨棉精梳條，可執(zhí)行常規(guī)長(zhǎng)絨棉紡紗工藝，但是在生產(chǎn)過(guò)程要做好生產(chǎn)、搬運(yùn)、儲(chǔ)存的防護(hù)工作，做到定車(chē)位、定人員、定工具、定區(qū)域，避免與普通棉交叉感染。有機(jī)長(zhǎng)絨棉精梳條干定量17.10 g/5m，AFIS短絨率(≤12.7 mm)5.8%，重量不勻率0.6%，條干CV值為2.1%。

3.1 開(kāi)清棉工序

阻燃纖維長(zhǎng)度長(zhǎng)、整齊度好、比重大、不含雜，相當(dāng)于粘膠纖維，所以清棉工序應(yīng)少落多松，縮小塵棒間隔距，增大打手與塵棒間隔距，降低打手速度，避免過(guò)度打擊損傷纖維造成短絨增加，形成棉結(jié)。阻燃纖維回潮大，在成卷過(guò)程中易粘卷，生活難做，正卷率低，重不勻差，因此在成卷機(jī)上增加2根防粘粗紗根數(shù)。主要工藝參數(shù)：抓棉機(jī)打手轉(zhuǎn)速700 rpm，刀片伸出機(jī)臺(tái)1.5 mm，間歇下降動(dòng)程3 mm；開(kāi)棉機(jī)打手轉(zhuǎn)速480 rpm；阻燃纖維卷干定量320 g/m，定長(zhǎng)29.7 m。

根據(jù)納米絨的性能及混紡比小不易單獨(dú)成卷的特點(diǎn)，采用二步混料法，即先把有機(jī)長(zhǎng)絨棉單獨(dú)成卷制成精梳條，然后把一部分精梳條和納米絨進(jìn)行混合，重新制卷；另一部分精梳條在并條工序混入，補(bǔ)足有機(jī)長(zhǎng)絨棉混紡比?？紤]到納米絨表面覆蓋著鱗片，牽伸摩擦阻力較大，梳松混和過(guò)程中容易被拉斷，為減少納米絨損傷，在混料時(shí)加入適量的和毛油劑，既減少纖維的摩擦阻力，保護(hù)納米絨少受損傷，又降低了納米絨因摩擦而產(chǎn)生的靜電現(xiàn)象。把0.8%的環(huán)保和毛油CTA—1880H和適量的軟水加入加油裝置的容器內(nèi)混和，攪拌30 min后加入1%的抗靜電劑FK—305型(原料總標(biāo)量)，繼續(xù)攪拌混和待用。納米絨開(kāi)松加入已配制好的油水悶倉(cāng)2 h左右，翻倉(cāng)加入扯斷(為保證混和效果防止精梳條纏繞和毛機(jī)，先把棉條扯斷30 cm左右待用)的精梳條混和、裝包待用。投產(chǎn)前需再養(yǎng)生24 h，讓和毛油劑充分滲透吸收，達(dá)到所需的均衡上機(jī)回潮率。在和毛過(guò)程中，要注意原料的開(kāi)松混和狀況，做到“橫鋪直取”，以保證混料均勻。在加油過(guò)程中，要注意油、料同步，做到油水分散均勻，避免出現(xiàn)干濕不勻的現(xiàn)象，影響下道工序正常生產(chǎn)。原料的上機(jī)回潮率為18%。由于原料不含雜質(zhì)，因此清棉工序的主要任務(wù)是多混、少排、少損傷。主要工藝參數(shù)：抓棉機(jī)打手轉(zhuǎn)速650 rpm,刀片伸出機(jī)臺(tái)1.0 mm，間歇下降動(dòng)程2 mm；開(kāi)棉機(jī)打手轉(zhuǎn)速420 rpm；混和卷干定量370 g/m，定長(zhǎng)29.7 m。

3.2 梳棉工序

阻燃纖維長(zhǎng)度整齊度好、不含雜，應(yīng)多梳少落。為了減少棉結(jié)、加強(qiáng)分梳，梳棉采取輕定量、慢速度、偏緊隔距的工藝。抓好設(shè)備基礎(chǔ)工作，確保設(shè)備處于完好狀態(tài)，做到“五鋒一準(zhǔn)”，以充分發(fā)揮梳理、均混和轉(zhuǎn)移的效能。因阻燃纖維卷曲少，纖維間抱合力差，棉網(wǎng)易落網(wǎng)，應(yīng)適當(dāng)配置棉網(wǎng)張力，并減小道夫與剝棉羅拉間的隔距以提高棉條質(zhì)量。主要工藝參數(shù)：生條干定量設(shè)計(jì)為14.20 g/5m，錫林轉(zhuǎn)速為330 rpm，刺輥轉(zhuǎn)速為800 rpm，道夫轉(zhuǎn)速為20 rpm，蓋板速度為81 mm/min，錫林—蓋板間五點(diǎn)隔距分別為0.25 mm、0.23 mm、0.2 mm、0.2 mm、0.23 mm，錫林～道夫隔距為0.18 mm，錫林～刺輥隔距為0.28 mm。錫林針布選用AC2820×01570型[齒密614齒/(25.4 mm)2],道夫針布選用AD4032×01880型[齒密448齒/(25.4 mm)2]，刺輥針布選用AT5610×05011型[齒密40齒/(25.4 mm)2]，蓋板針布選用MCB38型[齒密380齒/(25.4 mm)2]。梳棉張力牽伸設(shè)計(jì)為1.39。阻燃纖維生條條干CV值為3.62%，重量不勻率1.1%。

納米絨、精梳條較柔滑，兩種纖維抱合力差。為使兩種纖維充分混合，增加纖維的抱合力，減少靜電現(xiàn)象，和毛時(shí)嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行加油水補(bǔ)濕，但不能有過(guò)濕粘結(jié)現(xiàn)象，以免造成繞錫林、刺輥，影響生條質(zhì)量?？紤]到納米絨的強(qiáng)力低，需進(jìn)一步降低錫林和刺輥轉(zhuǎn)速，并合理選用錫林和刺輥的線(xiàn)速比。為避免棉網(wǎng)下墜，減少斷頭，應(yīng)在梳棉機(jī)前羅拉處加裝膠圈導(dǎo)棉機(jī)械裝置，以穩(wěn)定棉網(wǎng)的質(zhì)量。主要工藝參數(shù)：混合條干定量設(shè)計(jì)為16.90 g/5m，錫林轉(zhuǎn)速為280 rpm，刺輥轉(zhuǎn)速為580 rpm，道夫轉(zhuǎn)速為17 rpm，蓋板速度為69 mm/min，錫林～蓋板間五點(diǎn)隔距分別為0.3 mm、0.28 mm、0.25 mm、0.25 mm、0.28 mm，錫林～道夫隔距為0.15 mm，錫林～刺輥隔距為0.25 mm，錫林針布選用AC3515×01680型[齒密504齒/(25.4 mm)2]道夫針布選用AD4532×02080型[齒密403齒/(25.4 mm)2],刺輥針布選用AT5812×06011型[齒密34齒/(25.4 mm)2]，蓋板針布選用MCZH35型[齒密350齒/(25.4 mm)2]。張力牽伸設(shè)計(jì)為1.46。混合條條干CV值為3.75%，重量不勻率1.3%。

3.3 并條工序

由于不同混紡比、性能差異較大的混紡條子排列順序?qū)旌途鶆?、減少繞膠輥羅拉現(xiàn)象有較大的影響，因此為了達(dá)到混和效果、保證混和質(zhì)量，在頭道并條機(jī)上采用混和條和有機(jī)長(zhǎng)絨棉條間隔排列的方法(即交叉喂入)進(jìn)行生產(chǎn)。采用“慢車(chē)速、輕定量、大隔距”的工藝配置。各道并條機(jī)隔距均采用12 mm×18 mm。壓力棒偏低掌握，加強(qiáng)浮游纖維的控制，有利于提高牽伸質(zhì)量，改善條子內(nèi)在結(jié)構(gòu)，降低條干不勻率?？紤]到壓力棒容易積花，擋車(chē)工在巡回操作時(shí)應(yīng)定期做清潔工作。為進(jìn)一步提高膠輥的抗繞花能力，采用較高硬度的不處理膠輥，同時(shí)用1∶6雙組分涂料處理一遍?？紤]到幾種纖維抱合力差，棉條通道要光潔，喇叭口尺寸不宜太小。圈條斜管要擦拭干凈，減小圈條阻力，以解決開(kāi)車(chē)時(shí)圈條處涌條現(xiàn)象。并條工序工藝配置見(jiàn)表1。

3.4 粗紗工序

粗紗捻系數(shù)宜偏大，控制好粗紗的張力，可以減少粗紗在退繞時(shí)產(chǎn)生的意外牽伸。羅拉隔距適當(dāng)偏大掌握，鉗口隔距偏小掌握，同時(shí)后區(qū)采用較小的牽伸，從而使結(jié)構(gòu)緊密的紗條喂入主牽伸區(qū)，這樣有利于控制浮游纖維，提高粗紗的條干水平，減少在紡紗過(guò)程中粗紗張力的差異?？紤]到纖維摩擦系數(shù)大，導(dǎo)電性能差，在紡紗過(guò)程中丁腈皮輥容易繞花，皮圈容易中凹和斷圈，影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此要求皮輥進(jìn)行涂料處理，皮圈進(jìn)行酸處理。由于混和條對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的濕度變化比純棉敏感，容易粘纏，要加強(qiáng)溫濕度控制，使條子在粗紗工序處于放濕過(guò)程，以穩(wěn)定生產(chǎn)，減少粗紗紗疵，提高成紗質(zhì)量。為減少紗條的弱捻區(qū)，降低粗紗斷頭數(shù)，促使前上皮輥與前羅拉平行，要求前上皮輥前移量為2 mm。粗紗干定量3.2 g/10m，前區(qū)集合器口徑5 mm，后區(qū)集合器口徑8 mm×3 mm，鉗口隔距3.0 mm，后牽伸倍數(shù)1.19，羅拉隔距9 mm×26 mm×34 mm，加壓量15 daN×25 daN×20 daN×20 daN，捻系數(shù)84，前羅拉轉(zhuǎn)速138 rpm。伸長(zhǎng)率1.20%，重量不勻率1.1%，條干CV值4.32%。

表1 并條工序工藝配置表

3.5 細(xì)紗工序

前區(qū)采用“重加壓、強(qiáng)控制”的工藝配置，后區(qū)采用“大隔距、小牽伸”的工藝原則?？紤]到成紗質(zhì)量，前檔應(yīng)選用雙組分涂料軟彈性膠輥，并用防靜電劑洗滌，這樣即克服靜電防止繞膠輥，又保證了成紗質(zhì)量。為了提高條干均勻度，采用SX2-6833B型尼龍上銷(xiāo)。與紡?fù)?hào)數(shù)的純棉相比，鋼絲圈應(yīng)加重2號(hào)，以保持氣圈形態(tài)的正常和穩(wěn)定，減少成紗毛羽的產(chǎn)生。細(xì)紗干定量0.752 g/100m，后區(qū)牽伸倍數(shù)1.19，羅拉隔距18 mm×35 mm，鉗口隔距2.0 mm，前羅拉加壓量18 daN，捻系數(shù)330，前羅拉轉(zhuǎn)速128 rpm。

該混紡紗經(jīng)測(cè)試，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，其中USTER條干CV14.6%，-40%細(xì)節(jié)298個(gè)/km，-50%細(xì)節(jié)18個(gè)/km，+35%粗節(jié)472個(gè)/km，+50%粗節(jié)65個(gè)/km，+140%棉結(jié)482個(gè)/km，+200%棉結(jié)106個(gè)/km；毛羽指數(shù)2.80；斷裂強(qiáng)度21.5 cN/tex，強(qiáng)力CV9.8%，伸長(zhǎng)率5.32%；百米重量CV2.7%。

3.6 絡(luò)筒工序

貫徹“輕張力、保彈性、低速度”的工藝原則。為減少斷頭，適當(dāng)降低車(chē)速，減少紗線(xiàn)張力；采用機(jī)械式搓捻器，保證接頭外觀好、強(qiáng)力高。采用張力閉環(huán)控制系統(tǒng)，使紗線(xiàn)張力保持恒定，以保證筒紗得到均勻的卷繞密度和高質(zhì)量的卷裝成型。絡(luò)紗線(xiàn)速800 m/min，加速度120 m/s2。USTER QUANTUM 2清紗器參數(shù)：棉結(jié)N為260%，短粗節(jié)S為200%×2.5 cm ，長(zhǎng)粗節(jié)L為60%×50 cm，細(xì)節(jié)T為-50%×40 cm，輔助點(diǎn)H1為-40%×30 cm ，H2為-44%×20 cm ，H3為-48%×16 cm，H4為-52%×10 cm。

3.7 并捻工序

加強(qiáng)設(shè)備基礎(chǔ)管理工作，確保設(shè)備完好，做到各股單紗之間張力一致，杜絕出現(xiàn)分紗(使股線(xiàn)產(chǎn)生小辮子紗)現(xiàn)象，確保斷紗自停裝置完好。倍捻機(jī)要降低速度，選用適當(dāng)?shù)臍馊埩?、適當(dāng)?shù)某孤室约袄@紗卷繞角度，確保筒子成形良好、松緊適當(dāng)，減少退繞脫圈的現(xiàn)象，避免出現(xiàn)強(qiáng)弱捻線(xiàn)、油污線(xiàn)、翹頭線(xiàn)等疵點(diǎn)?？紤]到成紗的最終質(zhì)量，我們通過(guò)試驗(yàn)確定合理的股線(xiàn)捻度，避免出現(xiàn)斜片的現(xiàn)象。主要工藝參數(shù)：張力刻度值4，超喂刻度值6，捻系數(shù)260，錠速8500 rpm。

4 結(jié)束語(yǔ)

由于有機(jī)長(zhǎng)絨棉、阻燃纖維和納米絨性能差異大、紡紗靜電嚴(yán)重、混紡困難，在生產(chǎn)中需重視以下幾項(xiàng)工作：(1)和毛加油時(shí)不能把油水直接加在棉條上，否則棉條容易過(guò)濕，纏繞梳棉機(jī)刺輥、錫林。(2)頭并條子上機(jī)時(shí)必須交叉喂入，杜絕出現(xiàn)同品種條子相鄰喂入的現(xiàn)象。⑶由于納米絨強(qiáng)力較低，因此車(chē)速偏低掌握，特別是絡(luò)筒線(xiàn)速要大幅降低。

生產(chǎn)實(shí)踐表明，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，只要合理設(shè)計(jì)工藝流程，加強(qiáng)原料預(yù)處理，選用合適的專(zhuān)件器材，調(diào)節(jié)好各工序的主要工藝參數(shù)，特別是隔距、定量以及溫濕度，是能夠生產(chǎn)出合格的混紡紗的。

基于有機(jī)長(zhǎng)絨棉、阻燃纖維和納米絨的優(yōu)良特性開(kāi)發(fā)出的混紡面料，滑軟、輕柔，具有很強(qiáng)的親膚性和舒適度。該混紡紗可廣泛用于警用、消防用以及高檔的熱防護(hù)紡織品等領(lǐng)域，具有很好的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)潛力。

[1] 姚穆，周錦芳，黃淑珍，等.紡織材料學(xué)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2005.

[2] 錢(qián)鴻彬.棉紡織工廠設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2006.

[3] 中國(guó)紡織大學(xué)棉紡教研室.棉紡學(xué)(第二版)下冊(cè)[M].北京：紡織工業(yè)出版社，1998.

[4] 王云龍，王棟，郭磊等納米絨/珍珠纖維/精梳長(zhǎng)絨棉混紡紗的開(kāi)發(fā)[J].毛紡科技，2010，38(11)：22—24.

[5] 施楣梧，李永海，張燕.毛型阻燃面料的研發(fā)[C]//第30屆全國(guó)毛紡年會(huì)論文集.北京：全國(guó)毛紡織產(chǎn)品調(diào)研中心，2010.

[6] 上海市毛麻紡織工業(yè)公司.毛紡織染整手冊(cè)(第二版)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，1998.